Степени окисления мышьяка, сурьмы и висмута

Задание 379

Какую степень окисления проявляют мышьяк, сурьма и висмут? Какая степень окисления является более характерной для каждого из них? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) мышьяка с концентрированной азотной кислотой; б) висмута с концентрированной серной кислотой.
Решение:
Мышьяк, сурьма и висмут имеют конфигурацию внешнего электронного слоя …ns²p³, поэтому могут проявлять степень окисления -3, +3 и +5. Для мышьяка характерными степенями окисления являются -3, +3, +5(AsH₃, As₂O₃, H₃AsO₄). Для сурьмы характерными степенями являются +3, +5(SbCl₃, Sb₂O₅). Для висмута характерной степенью окисления является +3 [соли Bi³⁺, особенно Bi(NO₃)₃].

Уравнения реакций:

а) реакция мышьяка с концентрированной азотной кислотой:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3As⁰ + 5N⁵⁺ = 3As⁵⁺ + 5N³⁺

Молекулярное уравнение реакции:

3As + 5HNO₃ + 2H₂O = 3Н₃AsО₄ + 5NO

б) реакция висмута с концентрированной серной кислотой:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Bi⁰ + S⁶⁺ = 2Bi³⁺ + S⁰

Молекулярное уравнение реакции:

2Bi+ 4H₂SO₄  = Bi₂(SO₄)₃ + S↓ + 4H₂O

Задание 383
К раствору, содержащему SbCl₃ и ВiСI₃, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке?
Решение:
Уравнения реакций КОН с SbCl₃ и ВiСI₃
Если к растворам, содержащих SbCl₃ и ВiСI₃, прилить избыток раствора гидроксида калия, то произойдёт образование осадков соответствующих гидроксидов сурьмы и висмута, а также хлорида калия:

а) 3КОН + SbCl₃ = Sb(OH)₃↓ + 3KCl (молекулярная форма);
Sb³⁺ + 3OH^— =  Sb(OH)₃↓ (ионно-молекулярная форма);
б) 3КОН + ВiСI₃ = Bi(OH)₃↓+ 3KCl (молекулярная форма);
    Bi³⁺ + 3OH- = Bi(OH)₃↓ (ионно-молекулярная форма)

Так как КОН взят в избытке, то амфотерный гидроксид сурьмы (III) Sb(OH)₃ будет растворяться в избытке КОН с образованием комплексного иона [Sb(OH)₆]^3-:

в) Sb(OH)₃ + 3KOH = K₃[Sb(OH)₆]

Суммировав уравнение (а) и (в) получим:

г) SbCl₃ + 6KOH = K₃[Sb(OH)₆] + 3KCl (молекулярная форма);
д) Sb³⁺ + 3OH^— =  [Sb(OH)6]₃— (ионно-молекулярная форма)

Таким образом, при действии на растворы SbCl₃ и ВiСI₃ избытком КОН образуются растворимое комплексное соединение K₃[Sb(OH)₆] (в случае с SbCl₃) и нерастворимый гидроксид висмута (III)  Bi(OH)₃.